北京市红门川流域径流对防护林结构变化的响应

根据红门川流域原有1:1万土地利用图,结合流域1990,1995,2000和2005年共4期遥感影像,在GIS支持下,得到4期土地利用图,采用ArcView景观分析软件.得到防护林的空间格局变化情况.同时利用红门川流域1990-2006年逐日径流量的资料,研究了防护林空间格局变化与径流量的响应关系.结果表明,红门川流域防护林总面积和各森林类型面积方面均没有明显变化,防护林主要以乔木林为主,占防护林总面积的80%以上.在年降水量没有明显变化的基础上,红门川流域的径流量由1990年的3.00×107 m3减少到2005年后的1.00×107 m3以下,主要是防护林发挥了削洪减洪的功能.但是从研究结果来看,还不能准确得到防护林结构变化对径流产生重要影响的结论.     

北京山区典型小流域景观格局变化对径流的影响

根据北京市密云县红门川小流域1990—2006年的水文资料,在统计分析降水、径流、蒸发年际变化特征的基础上,利用1990年、1995年、2000年和2005年4期遥感影像,采用ArcMAP及Fragstats等景观分析软件,从斑块和景观两个尺度上,分析红门川流域的景观空间格局变化及其与径流的关系。结果表明:（1）红门川小流域的降水、径流多集中在汛期（6—9月）,且年降水量、径流量逐年减少,气候变化是径流减少的主要原因;（2）红门川流域土地利用类型以林地为主,林地约占流域总面积的75%,其中以针叶林最多,阔叶林、混交林次之,灌木林最少,另外水域面积逐年减少,从另一个方面反映了径流量逐年减少;（3）红门川流域景观斑块个数增加,整体景观格局破碎化程度减小,斑块分布趋于均匀,其中斑块平均面积（AREA）、斑块周长（PERIM）、景观形状指数（LSI）、景观聚集度（CONTAG）均呈波动减小的趋势,斑块形状指数（SHAPE）、斑块分维度（FRAC）、Shannon-Wienner多样性指数（SHDI）则是逐年减小;（4）平均斑块周长、景观聚集度与径流变化相关性较强,平均斑块面积、平均分维度与径流变化相关性一般,平均斑块形状指数、景观形状指数、Shannon-Wienner多样性指数与径流变化基本不相关。     

潮河流域景观格局变化对径流的影响

[目的]分析潮河流域的景观空间格局变化及其与径流的关系,为流域生态环境建设提供理论依据。[方法]根据潮河流域50a多的水文气象资料,利用1979,1987,1991和2009年4期遥感影像,采用ArcGIS及Fragstats等景观分析软件计算。[结果]潮河流域的降雨量呈减少趋势,而温度以0.215℃/10a的速度升高,潮河的径流量明显减少,并呈现以28a为周期的丰枯转换;潮河流域斑块个数增加,斑块分布趋于均匀,斑块面积变小并逐渐趋于稳定,斑块形状趋向于简单,复杂化程度降低,流域内景观异质性变弱。[结论]径流量随着景观形状指数的增大而减小,在平均斑块周长为1 050m,流域斑块数量为110 000以及Shannon’s多样性指数为1.33左右时,斑块的综合截留能力最强,流域产流能力最弱。     

密云水库集水区防护林不同树种林冠截留研究

在充分考虑林冠结构特征与降雨特性的条件下,采用机械布样的方法,对密云集水区4种主要的防护林树种生长季的降雨再分配特点进行研究,并对4种防护林树种进行林冠截留模拟。结果表明：林内降雨量与林外降雨量呈线性相关关系,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数,而截距可用来估计林冠蓄水容量;不同树种生长季场降雨的截留量,都表现出随降雨量的增大而增大,截留率随降雨量的增大而减少,在降雨初期,下降梯度最大,以后趋于平稳,直到饱和,各树种的理论饱和截留率在24.38％-38.42％之间;采用林冠截留模型进行模拟,林冠截留的实测值与预测值的误差均小于0.8,模型能够准确地模拟密云水库集水区防护林树种的林冠对季节性或长期降雨的总体截留能力。     

沂河径流非线性变化特征对气候变化的响应

[目的]研究沂河水文和气候因子在不同时间尺度上的非线性变化特征,为进一步了解径流对气候变化的复杂响应过程提供理论依据。[方法]采用集合经验模态分解(EEMD)、Mann-Kendall检验、相关分析和线性回归等分析方法。[结果]1951—2013年沂河径流呈显著下降态势(p0.01),下降速率为3.33×108 m3/10a,但在1976年前后径流则呈相反变化趋势。同时,径流可分解为4个经验模态分量(IMF),其中在年际尺度上(周期为3和6a)的变化对径流总体变化的贡献率较大,为58%,其次是在数年代际(周期为31a)尺度上的变化,贡献率为11%,而在年代际(周期为13a)尺度上的变化对径流总体变化的贡献较小,仅为6%。故径流变化的非线性变化趋势对径流变化的贡献率为25%。[结论]气候因子在不同时间尺度上对径流的作用方式和影响机理具有明显差异,其中在年代际和数年代际尺度上气候因素与径流关系更为密切。     

太子河流域景观格局对流域径流的影响

以太子河流域1992和2001年的土地利用数据和17个水文站点监测的径流数据为基础,借助GIS手段,运用景观格局指数分析方法和统计学方法,从景观水平和类型水平两个方面探讨景观格局变化对流域径流的影响。结果表明,太子河流域景观格局对径流过程有显著影响。在景观水平上面积加权平均分维数(FRAC_MN)、邻接度指数中位数(CONTIG_MD)和散布与并列指数(IJI)是影响径流的主要景观因子,其中面积加权平均分维数(FRAC_MN)对径流变化影响的显著性最大。在类型水平上旱地的斑块密度(PD)、旱地和建筑用地的面积加权平均分维数(FRAC_MN)和斑块连接度(COHESION)、林地和旱地的周长面积比变差系数(PARA_CV)和斑块聚集度指数(AI)、建筑用地的邻接度指数中位数(CONTIG_MD)和散布与并列指数(IJI)是影响径流的主要因子,其中林地的周长面积比变差系数(PARA_CV)和斑块聚集度指数(AI)对径流影响最显著。     

嘉陵江流域下游地表径流对土地利用变化的响应

近年来,嘉陵江流域下游发展迅速,流域内的土地利用发生了较大变化,下垫面的变化影响了流域的地表径流。在遥感和地理信息系统的支持下,通过解译1993年、2004年、2014年嘉陵江流域下游的遥感影像,获得了该流域不同时期的土地利用情况,并在此基础上,运用分布式水文模型的SCS模型模拟地表径流,分析了嘉陵江流域下游地表径流对土地利用变化的响应。结果表明:（1）1993—2014年,嘉陵江流域下游土地利用以耕地转出为主,耕地是研究区唯一减少的土地利用类型,而且减少量较大,居民点及工矿用地和草地以转入为主,其他用地的空间转移较为复杂;（2）以汛期6月份的累年平均降水量190 mm作为嘉陵江流域下游的降水量,土地利用类型综合产流能力1993年 > 2004年 > 2014年,径流系数分别为0.699,0.671,0.668,在空间分布上南部地区 > 中部地区 > 北部地区;（3）研究区不同类型土地利用的产流情况与土地利用类型面积相关联,当土地利用—土壤组面积发生变化时,其对应的产流能力也会发生变化,进而影响地表径流。     

西双版纳人工橡胶林集水区径流特征

利用西双版纳人工橡胶林集水区（1993-2008年）的连续观测资料,分析橡胶林集水区的降雨量、径流深度、无径流日和径流系数特征。结果表明：橡胶林集水区年降雨量（1 510.6 mm）、年径流深度（361.3mm）、年无径流日（80.4 d））和年径流系数（0.235）具有年间差异和显著的季节动态。年、季节尺度的降雨量对年、季节的径流深度和无径流日的影响有差异。人工橡胶林小流域集水区降雨和径流在雨季集中,干季降雨和径流输出少,尤其是在干热季和雨季前期,无径流日多,使得橡胶林干热季和雨季前期发生长期的断流现象,形成区域性的间断性水资源短缺。因此,大面积的橡胶种植将对西双版纳地区水资源尤其是干季水资源,利用产生不利影响,造成干季严重的水资源危机。     

不同时间尺度径流对植被变化的响应

 植被覆盖对陆地生态系统的水分循环起着重要作用。径流对植被变化在不同时间尺度的响应研究,对区域生态环境建设及水资源管理具有重要的参考价值。该文介绍基于对比流域法,在多年平均、年际、季节等不同时间尺度径流对植被变化响应的研究结果。多年平均尺度上,由植被类型更替引起的径流绝对变化量,湿润区较干旱区大,其相对变化量在干旱区严重;年际尺度上,因植被变化,径流从一种平衡状态到另一种平衡状态的响应时间因抚育措施和地区不同而不同,造林情况下,湿润地区一般需要15～20a,干旱地区约需25a甚至更长,森林自然恢复情况下则需要上百年;季节尺度上,径流对植被变化的响应在季风影响区较四季湿润地区强烈。流量历时曲线研究表明,干旱地区造林,其基流无论在量或发生概率的变化上均较湿润区强烈。     

白龙江上游径流变化特征及其对降水和人类活动的响应

[目的]研究近50a来白龙江上游径流变化特征,并进一步分析径流对降水的滞后效应以及降水与人类活动对径流变化的影响。[方法]以1961—2010年白龙江上游武都水文站的月径流数据和白龙江上游气象站月降水量数据为基础,采用集中度和集中期、Mann—Kendall法、R/S分析法等多种数理统计方法,分析了近50a来白龙江上游径流量在年际、季节和月尺度上的变化特征,并预测了其未来可能的变化趋势。[结果]白龙江上游径流年内分配极不均匀,多年平均集中度Cd达34.92%。近50a来白龙江上游年径流量呈极显著减少趋势(p0.001),变化率为-3.942×108 m3/10a,Hurst指数为0.980.5,表明未来一段时间内白龙江上游年径流量可能继续呈减少趋势。四季和1—12月径流量均呈显著减少趋势(p0.05),年径流量在1990年发生由多到少的突变。白龙江上游径流对降水的响应存在滞后效应,且滞后时间有微弱延长趋势。近50a来白龙江上游径流系数呈显著减小趋势(p0.001),降水量转化为径流的部分逐年减少,径流系数在1990年后减少了0.14。[结论]1990年之前,白龙江上游径流变化主要受降水影响;1990年以后,人类活动逐渐成为影响白龙江上游径流变化的主要因素。     

北京密云水库集水区水源保护林建设与发展对策

水源保护林建设是保护森林环境,实现林业持续发展的重要基础。根据北京市森林资源调查资料,以发挥森林的生态功能、生产功能和实现林业可持续发展为原则,将密云水库集水区水源保护林划分为生态型水源保护林、生态经济型水源保护林、经济生态型水源保护林３个林种和１８种类型。最后提出了各类型水源保护林合理利用和管理的措施和建议,以期为有决策部分和制定该区水源保护林建设规划提供科学依据。     

密云水库北京集水区刺槐水源保护林主要养分元素的生物循环

研究结果表明 :13年生刺槐林的总生物量为 2 4 16 5 .4 8kg/hm2 ;刺槐林 5种养分元素贮存量为 4 39.76 8kg/hm2 ,各器官中不同养分元素的含量差异较大 ,不同器官中 5种养分元素贮存量大小排序结果是树干 >叶 >枝 >根。若以各养分元素的贮存量来计 ,N的贮存量为 16 4 .92 2 kg/hm2 ,P的贮存量为 9.371kg/hm2 ,K的贮存量为 31.814 kg/hm2 ,Ca的贮存量为 2 2 5 .35 3kg/hm2 ,Mg的贮存量为 17.5 76 kg/hm2 ;刺槐林生态系统乔木层每年从土壤中吸收的 5种养分元素量为 15 7.310 kg/hm2 ,吸收量占土层 5种养分元素总量的 0 .2 2 % ,占土层有效养分含量的 2 .18% ,吸收量中存留量为 2 3.84 2 kg/hm2 ,归还量为 133.4 6 8kg/hm2 ,加上雨水输入到森林生态系统的养分元素量 ,则刺槐林生态系统的养分元素归还量略大于吸收量。     

密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配研究

对密云水库北京集水区油松水源保护林主要养分元素积累与分配的研究结果表明:29年生油松林的生物量为92 627 kg/hm².油松林不同器官中各养分元素的含量差异较大,在叶、枝和干中各养分元素的含量顺序分别为N(K)>K(N、Ca)>Ca(K)>Mg(P)>P(Mg).根系中的养分元素随着根系直径的增加呈各养分元素的含量降低.油松林生态系统5种养分元素的贮存量为695.17 kg/hm².若以各养分元素在油松林生态系统中的贮存量来计,则N的贮存量最大,P的最小,不同养分元素贮存量的顺序N>Ca>K>Mg>P.油松林生态系统对N元素的富集能力最强,不同器官中各养分元素的富集系数排序均为N>P>K>Ca>Mg.油松林每积累1 t干物质需N、P、K、Ca和Mg等5种养分元素共计7.51 kg.     

京郊小流域森林景观格局变化分析

利用景观分析软件Fragstats3.3和半城子水库流域2000年、2005年的遥感影像解译结果,分析了2000-2005年间流域森林景观格局时空变化特征.结果表明,2000-2005年期间,半城子水库流域始终以林地为基质,且针叶林、阔叶林、混交林的优势度较高,斑块问面积分布不均匀;在景观异质性方面,针叶林的异质性显著增高,林地类型的斑块复杂性也高于其余景观要素类型,各景观要素的斑块数目增多,分布更为均匀;在空间相互关系方面,景观破碎化程度增加,景观水平上整体空间聚集性降低.     

密云水库北京集水区人工水源保护林降水化学性质研究

研究表明 ,密云水库集水区大气降水化学元素含量在不同时段内变幅较大 ,各元素加权平均值之和为12 .0 0 11m g/ L ,各元素含量大小排序为 Ca >N >K >Mg >Na >P >Fe>Zn >Cu >Mn。大气降水经过 3种类型的水源保护林林冠层后 ,所测定的化学元素含量变化不一 ,但总的结果来看 ,化学元素含量升高的元素较多 ,且化学元素含量之和 ,无论是林内穿透降雨还是树干茎流均呈升高趋势 ,不同林分结果如下 :林内穿透降雨中化学元素总量分别为刺槐林 4 6 .192 4 mg/ L、油松林 2 0 .6 135 m g/ L、板栗林 17.110 5 mg/ L ;树干茎流中化学元素总量不同林分分别为刺槐林 6 1.5 86 2 m g/ L、油松林 73.32 35 mg/ L、板栗林 35 .5 0 74 mg/ L。     

密云水库集水区刺槐水源保护林水化学性质研究

研究了北京密云水库集水区人工刺槐水源保护林水化学性质,结果表明,不同月份大气降水化学元素含量不同,在观测时段内6月份化学元素含量最高,所测定元素加权平均值之和为12.001 mg/L,各元素含量按大小排序为Ca > N > K > Mg > Na > P > Fe > Zn > Cu > Mn;大气降水经过林冠层后,林内穿透降水和树干茎流中各化学元素含量变化不一,但元素总含量增加,林内穿透降水化学元素含量之和为46.192 mg/L,树干茎流为61.586 mg/L,分别高于大气降水34.191 mg/L和49.585 mg/L.     

密云水库集水区生态经济分区研究

生态经济分区是宏观管理区社会经济发展的一种新模式,旨在协调区域经济发展与保护环境,利用自然资源的关系,实现区域社会经济的持续发展,从生态经济系统原理出发,选择了５３个适合密云水集水区生态经济系统分类的特征指标,以乡为分类的基本单元,应用５种聚类分析方法对密云水库集水区（北京）３８个乡（镇）进行了不重叠,内在的等级聚合分类,结果表明,离差平方和法分类效果最好,用此方法将全区划分为５个生态经济区和８个     

黄前库区森林地表径流水移动规律的研究

通过对黄前库区流域森林主要类型刺槐林和油松林土壤结构状况和渗透性能的比较,研究了不同森林类型地表径流水的移动规律。在自然降雨后,以1m×1m为基本单位推算其可能产生的地表径流量,根据实际径流量推算地表径流水在径流过程中下渗的数量。研究结果表明:刺槐林的森林土壤结构相对较好,地表径流水下渗的速度较快,而流速较慢,因而产生的地表径流量较少;而油松林,特别是阳坡油松林的土壤结构较差,地表径流水下渗的速度较慢,而流速较快,因而产生的地表径流量较大。